同位素质谱分析
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TC
氧化炉 气体、液体
有机混合物 H2+CO
18O/16O
: 1250℃ （Pt/Ni） D/H : 1450℃
GC分离
MS GC
Combustion Interface
外 精 度 (n=5 ， std.dev ； FID MIX 标 样 300 ng/μl=45 ng H2；无分流) ：5.0‰
3、元素分析仪-连续 流界面Ⅲ+ 质谱
ConFloⅢ
氧化炉
TC
仪器外观
CombustionⅢ
GC 控制电脑
DELTAplus XL 质谱主机
仪器的三种基本配置
① 双流进样系统 + 质谱 ② 气 相 色 谱 HP6890- 燃 烧 界 面 Ⅲ(氧化炉型和高温热转变型 ) + 质谱
③ 元素分析仪EA1112-连续流界
面Ⅲ + 质谱
1、双流进样系统 + 质谱
（4）碳酸盐磷酸法 适用于测定碳酸盐矿物或岩石的C、O同位素组成。 （5）氧化物碳还原法 其原理是使纯碳(石墨)和含氧矿物在高温下反应， 利用碳的还原作用先生成CO，然后转化成CO2供 质谱分析。 3、碳同位素制样
自然界中的碳可分为无机碳和有机碳，不管以什么 形式存在，都要把它们转化为CO2后才能供质谱 分析。 对于无机碳矿物一般采样磷酸法，对于有机碳或元 素碳，将其在高温（1000℃）氧气流中燃烧，使 之转变为CO2气体。
2、氧同位素制备 根据所分析的对象不同，氧同位素制备有如下几种方 法。 （1）常量水样的CO2－H2O平衡法 适用于测定样品量较大的水样，基本原理是采样少量 的CO2与过量的水在恒温（25℃±0.5）条件下进行 同位素交换反应。 （2）微量水样的BrF5法和CO2－H2O高温平衡法 ①BrF5法：BrF5+H2O→BrF3+2HF+1/2O2 (100℃) ② CO2－H2O高温平衡法：与常温平衡法类似，但其 反应温度一般>1000℃。 （3）硅酸盐氟氧化法 基本原理为氟气和卤氟化物(BrF5,BrF3等)可使含氧物 质分解产生氧气，然后使氧和碳反应制成CO2，供 质谱分析。
第二节 质谱仪器的组成及结构
质谱仪器是用于测定物质的分子量、原子量 及其丰度和同位素组成的仪器。按检测离 子的方式，质谱仪器可分为两类：一类是 用照像法同时检测多种离子，称为质谱仪 （mass spectrograph），另一类是用电子 学方法检测离子，称为质谱计（mass spectrometer），后者目前已被广泛用来精 确测定元素的同位素组成。
DELTA plus XL 气体同位素比值质谱
生产商：美国菲尼根玛特质谱公司 制造地：德 国
前处理设备：
① 双流进样系统 ② 气相色谱HP6890-燃烧界面Ⅲ ③ 元素分析仪EA1112-连续流界面Ⅲ 基本功能：H/D,
34S/32S
13C/12C, 15N/14N, 18O/16O,
五种元素的气体同位素比值的测定
混合气体产物 CO2、N2、SO2、 H2O…
元素分析仪
O2
瞬间燃烧 T=~1800℃
氧化剂，如 CrO3、CoO CuO 氧化炉 900℃ 水 阱除H2O 元素Cu 除去多余O2、 还原NyOx 为N2 还原炉 650℃ GC column 分离剩余混合气体 无水Mg(ClO4)2
质谱 DELTA plus XL
电脑——ISODAT 软件
数据处理与ISODAT 软件
• REAL32操作系统下的应用软件，但支持鼠标；
• 能控制上述多种配置，包括质谱和样品前处理
设备（Duel inlet system，GC，EA etc.）；
• 多任务操作软件，如在样品采集的同时，可对
已做过的样品进行数据处理。
举例：单体化合物碳同位素数据采集
18O/16O,
H/D的测定
单体化合物中18O/16O, H/D测定基本原理(1)
DELTA 2H HD 0.015%
n-y x/2 Cn Hx Oy GC/TC
y
CO
DELTA 18O/16O
12C18O 12C16O
0.2% 99.8%
单体化合物中18O/16O, H/D测定基本原理(2)
气相色谱-氧化炉型燃烧接口-质谱 (GC-Oxidation Reactor Interface-MS; i. e. GCCMS)：
允许液体和气体样品中单体有机化合物 13C/12C，15N/14N 测定
单体化合物中13C/12C 测定的基本原理
氧化炉氧化 CuO；940℃ 气体、液体 有机混合物 H2O+CO2
在地球科学中，研究最多的同位素包括： 稳定同位素包括：1H、2H、12C、13C、14N、15N、 16O、18O、32S、34S等。 放射性同位素及放射成因同位素包括： 87Rb→87Sr、147Sm→143Nd、238U→206Pb、 235U→207Pb、232Th→208Pb等。 宇宙射线成因的放射性同位素10Be、14C等。 应用： 稳定同位素在地质过程中有分馏现象，从而对地 质过程有示踪效果； 放射性同位素的衰变可以作为地质体的年龄测定； 放射性同位素与稳定同位素的比值往往对地质过 程也有示踪效果。
MS
GC分离
GC
N2+CO2
Combustion Interface
N2 德瓦液氮罐 冷冻CO2
气相色谱 - 高温热转变型燃烧界面 - 质 谱 (GC-High Temperature Conversion Interface-MS; i. e. GCTCMS) ： 允许液体和气体样品中单体化合物
第一节 同位素的概念
原子由原子核和核外电子组成，原子的重量主要集 中在原子核中，核外电子的重量非常小。原子核 包含大量的基本粒子，其中质子和中子被看作是 原子核的主要构成，反映了原子核的质量和电荷。 质子是一种带正电的离子，一个质子的电荷与一 个电子的电荷大小相同，极性相反。中子的质量 与质子的质量相近而略偏重，不带电荷。一个中 性原子的核外电子数与质子数相等，因此，当原 子处于电中性时，原子核的质子数决定了该原子 所拥有的核外电子数，核外电子及其分布决定原 子的化学性质。 同位素：指原子核内质子数相同而中子数不同的一 类原子。
CO2, N2, SO2, HD
气相色谱 HP6890 +分流/无分流、冷柱头进样口 TC O/ O，H/D
16
固体、液体样品
3
元素分析仪 CE EA 1112 + 自动进样器
质 谱 DELTAplusXL MS
连续流界面Ⅲ ConFlo Interface Ⅲ 13 12 15 14 34 32 C/ C， N/ N， S/ S
4、硫同位素制样
供质谱分析的硫同位素气体一般为SO2，也可采用SF6。对于不 同样品采用不同方法。 （1）对硫化物，可采用如下几种方法： ①直接氧化法：把纯的硫化物与氧化剂(CuO、V2O5、Cu2O、 O2等)按一定比例混合，在真空系统中加热至1000℃，使硫化 物转变为SO2。 ②间接氧化法：将硫化物与HCl反应生成H2S气体，在用醋酸镉 吸收后加入AgNO3，形成Ag2S，然后用直接氧化法生成SO2。 ③氟化法：以BrF5为氧化剂使硫化物转变为SF6供质谱分析。 （2）对硫酸盐采用： ①直接还原法：把样品与氧化铜、石英粉按一定比例混合，在 真空条件下加热到1120℃时，硫酸盐被还原转变为SO2。 ②还原－氧化法：采用HCl+H3PO4+HI混合酸还原剂，将硫酸 盐还原成H2S，然后用间接氧化法制备SO2。
质谱仪器是一类能使物质粒子（原子、分子）离子 化并通过适当稳定的或者变化的电场、磁场将它 们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否来实 现质荷比分离，并检测其强度后进行物理分析或 同位素分析的仪器。 质荷比：是指每某带电粒子（原子和分子）的重量 与其电荷的比值。 现代质谱计主要由3大系统组成：分析系统、电学系 统和真空相同。其中分析系统由3个必需的部分组 成：单能级离子源、质量分析器、离子接收器。 （1）离子源：在这部分，中性原子和分子被电离成 离子，然后通过高压电场加速并通过一系列夹缝 使之形成具有一定速度和形状的粒子束，以进入 磁分析器进行质量偏转分析。
水阱除H2O NAFIONTM GC分离
CO2
MS GC
Combustion Interface
外精度 (n=10 ， std.dev ； n-C14 、 C15 、 C16 烷烃， 每次1 nmol C,即12ng进入柱内) ：0.2‰
单体化合物中15N/14N 测定的基本原理：
氧化炉氧化 CuO；940℃ 还原炉还原 Cu；600℃ N2+H2O+CO2 气体、液体 含氮有机混合物 H2O+CO2+Ny OX
连续流界面 ConFlo Ⅲ
混合气体产物 CO2、N2、NyOx、 SO2、H2O、O2…
依次流出N2、CO2、SO2
由分析流程串起的基本结构
1
液体、气体样品
2
氧 化 炉 13 12 C/ C，15N/14N 燃烧界面Ⅲ Combustion InterfaceⅢ
18
双流进样系统 Duel Inlet System
离子源的种类主要有：电子轰击、表面热电 离、二次离子化等。 （2）磁分析器（质量加速器）：是质量分析 器的一种，目的是把不同质量的离子分开。 主要由精心设计的电磁铁和置于其间的飞 行金属管道组成。 （3）离子接收器：由一个有限制狭缝板和金 属杯（法拉第筒）组成。现代质谱计有多 个接收器，可同时接收、记录被分开的几 束离子及其强度
S n 1
准确度表示测量结果与真实值的符合程度。
第三节 样品制备与质谱分析
一、样品制备
1、H同位素制样 （1）还原法：将水样引入真空系统的冷阱内，样品 被冷冻除气后，在反应炉内一定的温度条件下发 生还原反应。常用的还原剂有U、Zn、Mg、Cu 等。 （2）H2－H2O平衡法 是一种在铂催化剂存在的条件下用高纯度的氢气与 水进行氢同位素平衡交换测定水中氢同位素组成 的方法。
——一个谱图实例
由CO2 m/Z 45/44形成的 TIC
由CO2 m/Z 44形成的 TIC
保留时间
*a、*b、*d、*e：参考气峰（m/z44） *c：样品峰（m/z44）
有关质谱计性能的几个概念
1、质量数范围 说明质谱计能够处理的最轻和最重离子之间的质 量范围，通常以质量数或质荷比(m/e)表示，它 规定了分析物质的上、下限。 2、质量色散 质谱仪使质量为M和M＋ΔM的两离子束分离并聚 焦成中心距为ΔX的两个缝，则质量色散(D)定义 为 X D M 其物理意义为单位质量差所分开的距离。 3、质量分辨率 是指仪器在质量M附近能够分辩的最小相对质量 差。表示为 R.P. M ，或 R.P. M
允许样品气体或标准气体的同位素比 值的 测量和标定，如 CO2, N2, SO2, HD等
绝对灵敏度：<1500 分子/离子； 内精度(std.errort) ： CO2 [13C] ：0.006‰ CO2 [18O] ： 0.012‰ H2, >200 bar μl ：0.25‰
2、气相色谱-燃烧界面Ⅲ+ 质谱
允许固体或液体样品的 15N/14N，34S/32S测定
13C/12C ，
外精度 (n=10，std.dev；尿素100μg = 46.6μg N and 20.0μg C) ： N ：0.15‰ ; C ：0.15‰
固体或液体有机质总 13C/12C，15N/14N，34S/32S 测定原理
He 液体 固体 样品
M M
4、灵敏度 绝对灵敏度是指仪器可检测的最小样品量。相对灵 敏度是指仪器可同时检测的大组分与小组分含量 之比。 在同位素比值测定中，常给出丰度灵敏度。若大丰 度的M质量峰的离子流强度为IM，该峰的“拖尾” 对于相邻的低小丰度的若离子质量峰强度的贡献 为ΔIM，则 IM
丰度灵敏度＝ I M
因此， ΔIM越小，丰度灵敏度越大。 5、精密度和准确度 精密度表示仪器所进行的重复测量的符合程度。以 2 标准偏差S表示： ( X X ) i
同位素的表示：在元素符号的前面，下脚标为质子数， 17 18 上脚标为质量数。如氧的同位素： 16 O , O , 8 8 8O 13 又如碳的同位素 12 C, 6 6 C 等。由于某一元素的质子 数是固定的，所以下脚标质子数可以忽略不写；如 16O、17O、18O、12C、13C等。 每一个同位素又统称为核素，其总数目接近1700种， 但只有约260种是稳定的。许多元素有两种或多种同 位素。 同位素可分为稳定同位素和不稳定同位素两类。大部 分放射性同位素并不自然存在，因为与太阳年龄相 比，它们的衰变速率太快，但它们可以在实验室中 用核反应的方法人工产生。 同位素含量用同位素丰度来表示，即一定元素的某一 同位素在诸同位素总原子数中的相对百分含量。如 1H为99.9852%，2H为0.0148%。
氧化炉 气体、液体
有机混合物 H2+CO
18O/16O
: 1250℃ （Pt/Ni） D/H : 1450℃
GC分离
MS GC
Combustion Interface
外 精 度 (n=5 ， std.dev ； FID MIX 标 样 300 ng/μl=45 ng H2；无分流) ：5.0‰
3、元素分析仪-连续 流界面Ⅲ+ 质谱
ConFloⅢ
氧化炉
TC
仪器外观
CombustionⅢ
GC 控制电脑
DELTAplus XL 质谱主机
仪器的三种基本配置
① 双流进样系统 + 质谱 ② 气 相 色 谱 HP6890- 燃 烧 界 面 Ⅲ(氧化炉型和高温热转变型 ) + 质谱
③ 元素分析仪EA1112-连续流界
面Ⅲ + 质谱
1、双流进样系统 + 质谱
（4）碳酸盐磷酸法 适用于测定碳酸盐矿物或岩石的C、O同位素组成。 （5）氧化物碳还原法 其原理是使纯碳(石墨)和含氧矿物在高温下反应， 利用碳的还原作用先生成CO，然后转化成CO2供 质谱分析。 3、碳同位素制样
自然界中的碳可分为无机碳和有机碳，不管以什么 形式存在，都要把它们转化为CO2后才能供质谱 分析。 对于无机碳矿物一般采样磷酸法，对于有机碳或元 素碳，将其在高温（1000℃）氧气流中燃烧，使 之转变为CO2气体。
2、氧同位素制备 根据所分析的对象不同，氧同位素制备有如下几种方 法。 （1）常量水样的CO2－H2O平衡法 适用于测定样品量较大的水样，基本原理是采样少量 的CO2与过量的水在恒温（25℃±0.5）条件下进行 同位素交换反应。 （2）微量水样的BrF5法和CO2－H2O高温平衡法 ①BrF5法：BrF5+H2O→BrF3+2HF+1/2O2 (100℃) ② CO2－H2O高温平衡法：与常温平衡法类似，但其 反应温度一般>1000℃。 （3）硅酸盐氟氧化法 基本原理为氟气和卤氟化物(BrF5,BrF3等)可使含氧物 质分解产生氧气，然后使氧和碳反应制成CO2，供 质谱分析。
第二节 质谱仪器的组成及结构
质谱仪器是用于测定物质的分子量、原子量 及其丰度和同位素组成的仪器。按检测离 子的方式，质谱仪器可分为两类：一类是 用照像法同时检测多种离子，称为质谱仪 （mass spectrograph），另一类是用电子 学方法检测离子，称为质谱计（mass spectrometer），后者目前已被广泛用来精 确测定元素的同位素组成。
DELTA plus XL 气体同位素比值质谱
生产商：美国菲尼根玛特质谱公司 制造地：德 国
前处理设备：
① 双流进样系统 ② 气相色谱HP6890-燃烧界面Ⅲ ③ 元素分析仪EA1112-连续流界面Ⅲ 基本功能：H/D,
34S/32S
13C/12C, 15N/14N, 18O/16O,
五种元素的气体同位素比值的测定
混合气体产物 CO2、N2、SO2、 H2O…
元素分析仪
O2
瞬间燃烧 T=~1800℃
氧化剂，如 CrO3、CoO CuO 氧化炉 900℃ 水 阱除H2O 元素Cu 除去多余O2、 还原NyOx 为N2 还原炉 650℃ GC column 分离剩余混合气体 无水Mg(ClO4)2
质谱 DELTA plus XL
电脑——ISODAT 软件
数据处理与ISODAT 软件
• REAL32操作系统下的应用软件，但支持鼠标；
• 能控制上述多种配置，包括质谱和样品前处理
设备（Duel inlet system，GC，EA etc.）；
• 多任务操作软件，如在样品采集的同时，可对
已做过的样品进行数据处理。
举例：单体化合物碳同位素数据采集
18O/16O,
H/D的测定
单体化合物中18O/16O, H/D测定基本原理(1)
DELTA 2H HD 0.015%
n-y x/2 Cn Hx Oy GC/TC
y
CO
DELTA 18O/16O
12C18O 12C16O
0.2% 99.8%
单体化合物中18O/16O, H/D测定基本原理(2)
气相色谱-氧化炉型燃烧接口-质谱 (GC-Oxidation Reactor Interface-MS; i. e. GCCMS)：
允许液体和气体样品中单体有机化合物 13C/12C，15N/14N 测定
单体化合物中13C/12C 测定的基本原理
氧化炉氧化 CuO；940℃ 气体、液体 有机混合物 H2O+CO2
在地球科学中，研究最多的同位素包括： 稳定同位素包括：1H、2H、12C、13C、14N、15N、 16O、18O、32S、34S等。 放射性同位素及放射成因同位素包括： 87Rb→87Sr、147Sm→143Nd、238U→206Pb、 235U→207Pb、232Th→208Pb等。 宇宙射线成因的放射性同位素10Be、14C等。 应用： 稳定同位素在地质过程中有分馏现象，从而对地 质过程有示踪效果； 放射性同位素的衰变可以作为地质体的年龄测定； 放射性同位素与稳定同位素的比值往往对地质过 程也有示踪效果。
MS
GC分离
GC
N2+CO2
Combustion Interface
N2 德瓦液氮罐 冷冻CO2
气相色谱 - 高温热转变型燃烧界面 - 质 谱 (GC-High Temperature Conversion Interface-MS; i. e. GCTCMS) ： 允许液体和气体样品中单体化合物
第一节 同位素的概念
原子由原子核和核外电子组成，原子的重量主要集 中在原子核中，核外电子的重量非常小。原子核 包含大量的基本粒子，其中质子和中子被看作是 原子核的主要构成，反映了原子核的质量和电荷。 质子是一种带正电的离子，一个质子的电荷与一 个电子的电荷大小相同，极性相反。中子的质量 与质子的质量相近而略偏重，不带电荷。一个中 性原子的核外电子数与质子数相等，因此，当原 子处于电中性时，原子核的质子数决定了该原子 所拥有的核外电子数，核外电子及其分布决定原 子的化学性质。 同位素：指原子核内质子数相同而中子数不同的一 类原子。
CO2, N2, SO2, HD
气相色谱 HP6890 +分流/无分流、冷柱头进样口 TC O/ O，H/D
16
固体、液体样品
3
元素分析仪 CE EA 1112 + 自动进样器
质 谱 DELTAplusXL MS
连续流界面Ⅲ ConFlo Interface Ⅲ 13 12 15 14 34 32 C/ C， N/ N， S/ S
4、硫同位素制样
供质谱分析的硫同位素气体一般为SO2，也可采用SF6。对于不 同样品采用不同方法。 （1）对硫化物，可采用如下几种方法： ①直接氧化法：把纯的硫化物与氧化剂(CuO、V2O5、Cu2O、 O2等)按一定比例混合，在真空系统中加热至1000℃，使硫化 物转变为SO2。 ②间接氧化法：将硫化物与HCl反应生成H2S气体，在用醋酸镉 吸收后加入AgNO3，形成Ag2S，然后用直接氧化法生成SO2。 ③氟化法：以BrF5为氧化剂使硫化物转变为SF6供质谱分析。 （2）对硫酸盐采用： ①直接还原法：把样品与氧化铜、石英粉按一定比例混合，在 真空条件下加热到1120℃时，硫酸盐被还原转变为SO2。 ②还原－氧化法：采用HCl+H3PO4+HI混合酸还原剂，将硫酸 盐还原成H2S，然后用间接氧化法制备SO2。
质谱仪器是一类能使物质粒子（原子、分子）离子 化并通过适当稳定的或者变化的电场、磁场将它 们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否来实 现质荷比分离，并检测其强度后进行物理分析或 同位素分析的仪器。 质荷比：是指每某带电粒子（原子和分子）的重量 与其电荷的比值。 现代质谱计主要由3大系统组成：分析系统、电学系 统和真空相同。其中分析系统由3个必需的部分组 成：单能级离子源、质量分析器、离子接收器。 （1）离子源：在这部分，中性原子和分子被电离成 离子，然后通过高压电场加速并通过一系列夹缝 使之形成具有一定速度和形状的粒子束，以进入 磁分析器进行质量偏转分析。
水阱除H2O NAFIONTM GC分离
CO2
MS GC
Combustion Interface
外精度 (n=10 ， std.dev ； n-C14 、 C15 、 C16 烷烃， 每次1 nmol C,即12ng进入柱内) ：0.2‰
单体化合物中15N/14N 测定的基本原理：
氧化炉氧化 CuO；940℃ 还原炉还原 Cu；600℃ N2+H2O+CO2 气体、液体 含氮有机混合物 H2O+CO2+Ny OX
连续流界面 ConFlo Ⅲ
混合气体产物 CO2、N2、NyOx、 SO2、H2O、O2…
依次流出N2、CO2、SO2
由分析流程串起的基本结构
1
液体、气体样品
2
氧 化 炉 13 12 C/ C，15N/14N 燃烧界面Ⅲ Combustion InterfaceⅢ
18
双流进样系统 Duel Inlet System
离子源的种类主要有：电子轰击、表面热电 离、二次离子化等。 （2）磁分析器（质量加速器）：是质量分析 器的一种，目的是把不同质量的离子分开。 主要由精心设计的电磁铁和置于其间的飞 行金属管道组成。 （3）离子接收器：由一个有限制狭缝板和金 属杯（法拉第筒）组成。现代质谱计有多 个接收器，可同时接收、记录被分开的几 束离子及其强度
S n 1
准确度表示测量结果与真实值的符合程度。
第三节 样品制备与质谱分析
一、样品制备
1、H同位素制样 （1）还原法：将水样引入真空系统的冷阱内，样品 被冷冻除气后，在反应炉内一定的温度条件下发 生还原反应。常用的还原剂有U、Zn、Mg、Cu 等。 （2）H2－H2O平衡法 是一种在铂催化剂存在的条件下用高纯度的氢气与 水进行氢同位素平衡交换测定水中氢同位素组成 的方法。
——一个谱图实例
由CO2 m/Z 45/44形成的 TIC
由CO2 m/Z 44形成的 TIC
保留时间
*a、*b、*d、*e：参考气峰（m/z44） *c：样品峰（m/z44）
有关质谱计性能的几个概念
1、质量数范围 说明质谱计能够处理的最轻和最重离子之间的质 量范围，通常以质量数或质荷比(m/e)表示，它 规定了分析物质的上、下限。 2、质量色散 质谱仪使质量为M和M＋ΔM的两离子束分离并聚 焦成中心距为ΔX的两个缝，则质量色散(D)定义 为 X D M 其物理意义为单位质量差所分开的距离。 3、质量分辨率 是指仪器在质量M附近能够分辩的最小相对质量 差。表示为 R.P. M ，或 R.P. M
允许样品气体或标准气体的同位素比 值的 测量和标定，如 CO2, N2, SO2, HD等
绝对灵敏度：<1500 分子/离子； 内精度(std.errort) ： CO2 [13C] ：0.006‰ CO2 [18O] ： 0.012‰ H2, >200 bar μl ：0.25‰
2、气相色谱-燃烧界面Ⅲ+ 质谱
允许固体或液体样品的 15N/14N，34S/32S测定
13C/12C ，
外精度 (n=10，std.dev；尿素100μg = 46.6μg N and 20.0μg C) ： N ：0.15‰ ; C ：0.15‰
固体或液体有机质总 13C/12C，15N/14N，34S/32S 测定原理
He 液体 固体 样品
M M
4、灵敏度 绝对灵敏度是指仪器可检测的最小样品量。相对灵 敏度是指仪器可同时检测的大组分与小组分含量 之比。 在同位素比值测定中，常给出丰度灵敏度。若大丰 度的M质量峰的离子流强度为IM，该峰的“拖尾” 对于相邻的低小丰度的若离子质量峰强度的贡献 为ΔIM，则 IM
丰度灵敏度＝ I M
因此， ΔIM越小，丰度灵敏度越大。 5、精密度和准确度 精密度表示仪器所进行的重复测量的符合程度。以 2 标准偏差S表示： ( X X ) i
同位素的表示：在元素符号的前面，下脚标为质子数， 17 18 上脚标为质量数。如氧的同位素： 16 O , O , 8 8 8O 13 又如碳的同位素 12 C, 6 6 C 等。由于某一元素的质子 数是固定的，所以下脚标质子数可以忽略不写；如 16O、17O、18O、12C、13C等。 每一个同位素又统称为核素，其总数目接近1700种， 但只有约260种是稳定的。许多元素有两种或多种同 位素。 同位素可分为稳定同位素和不稳定同位素两类。大部 分放射性同位素并不自然存在，因为与太阳年龄相 比，它们的衰变速率太快，但它们可以在实验室中 用核反应的方法人工产生。 同位素含量用同位素丰度来表示，即一定元素的某一 同位素在诸同位素总原子数中的相对百分含量。如 1H为99.9852%，2H为0.0148%。